融雪除冰沥青路面设计方法 臻 搿一 姜 对 萋是 翼蓦 ｓ 硕士．Ｂｍ ：ｗｕｘｗ１。ｌ４＠ 。・ｃ。ｍ ２１ 建材世界 ２０１２年第３３卷第２期 学性能。具体测试结果见表２。 表２不同炭纤维掺量下复掺导电 的电学性能 通过调整不同导电相材料掺量的方式，可有效降低沥青路面电阻率至１Ｏ Ｑ・ｍ以下，以满足融雪除冰 要求。 为了解此类导电路面电学性能随外界因素的变化情况。文章分别考察了导电ＳＭＡ电阻率随时间、输 入电压的变化情况。研究发现：由于石墨、炭纤维均是非常稳定的导电相材料，长期监测发现，以此类导电材 料制备的导电沥青路面电阻率不会随着时间的推移而变化，具有良好的时间稳定性。当导电沥青路面电阻 率控制在ｌ０ Ｑ・ｍ以下后，其电阻率值并不会随输入电压的改变而变化，试件基本符合欧姆定律。 ２．３导电沥青混合料路用性能 在导电路面应用于实际工程之前，必须对导电沥青混合料进行路用性能方面的测试，研究发现其路用性 能具备以下特点：１）石墨的掺人会需要更多的沥青，在最佳油石比的情况下，导电沥青混合料各项体积指标 均能满足规范要求，但其马歇尔稳定度会有所下降，这主要是石墨的润滑作用引起的。２）导电相材料的掺入 不会对沥青混合料的水稳性能产生负面影响，不论是浸水马歇尔稳定度还是冻融劈裂强度比均在９Ｏ 以 上。３）导电相材料的掺人不会影响其高温抗车辙能力，导电ＳＭＡ混合料的高温动稳定度均在８ ０００次／ｍｍ 以上，抗车辙性能优异。而单轴贯入试验则证明：导电沥青混合料高温抗剪切性能良好，超过１ ＭＰａ。石墨 的掺入会对导电沥青混合料的粘聚力以及内摩擦角产生一定影响。４）石墨的掺入使得导电ＳＭＡ混合料的 低温抗裂性能得到一定的改善，这对于导电路面在冬季低温环境中的使用非常有利。这说明导电沥青混合 料路用性能较常规沥青混合料在某些方面还具有一定的优势，在实际工程应用中是满足要求的。 ３除冰抗滑路面结构设计 考虑到导电沥青混合料特殊的功能性，在实际工程中可能用于某些特殊路段，如长纵坡路段、互通立交 桥面及隧道出入口等。此种路段对路面抗剪切性能要求更高，根据有限元分析结果，提高中面层沥青混合料 弹性模量可有效降低层间剪切力，文章针对某些特殊路段提出相应路面结构设计思路。 路段 一般路段 长纵坡路段 刚性基层路段 ４ ｃｍ导电沥青路面 ４ ｃｍ导电沥青路面 爻釜≤ ４ｃｍ导电沥青路面 ５ １０ ｃｍ中粒式沥青混凝土 ５～１０ ｃｍ高模量沥青混凝土 ５—１０ ｃｍ高模量沥青混凝土 Ｘ＞◇◇ｃ ６—１２ ｃｍ粗粒式沥青混凝土 ＞◇◇ ６—１２ ｃｍ粗粒式沥青混凝土 １ ｃｍ高粘度改性沥青封层 图 １ ｃｌｎ封层 １ ｃｍ封层 刚性基层 式 路面基层 路面基层 图３不同路段条件下导电路面结构图 在各种推荐路面结构中，粘层采用高粘度改性沥青也能起到一定的抗剪切作用，这对导电路面的耐久性 是有益的。 ２３ 建材世界 ２０１２年第３３卷第２期 ４结 论 ａ。石墨与炭纤维复合形成的导电网络可降低ＳＭＡ混合料的电阻率，提高其电热转换效率，以满足路面 融雪除冰要求，优异的路用性能为其在实际工程中的应用提供了有力依据。在不同路段下，可采用相应路面 结构以提高路面的耐久性。 ｂ．在如何提高导电路面融雪除冰效率方面，可在隔热层的材料及结构方面进行进一步的探索。 Ｃ．导电沥青混合料不仅可用于路面的融雪除冰，还可利用其电学性能用于路面自诊断、桥梁监测以及电 子屏蔽等方面ｃ５］。目前国内在这些方面的研究还处于初步阶段。 参考文献 Ｅｌｉ ｈｔｔｐ：／／Ⅵｒ、ｖｗ．ｓｕｐｅｒｉｏｒｇｒａｐｈｉｔｅ．ｃｏｍ／ｂｒａｎｄｓ－ｓｎｏｗＤｅｅ．ｐｈｐ ［２］Ｈｕａｎｇ Ｂａｏｓｈａｎ，Ｃａｏ Ｊｉｎｇｙａｏ，Ｃｈｅｎ Ｘｉｎｇｗｅｉ，ｅｔ ａ１．Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｉｎｔｏ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｈｍａ Ｍｉｘｔｕｒｅｓ Ｉ－Ｒ］．２００６ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ，２００６：１０１９—１０２７． ［３］Ｗｅｎ Ｓ，Ｄ ＤＬ Ｃｈｕｎｇ．Ｐｉｔｃｈ－ｍａｔｒｉｘ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ，Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ａｎｄ Ｓｔｒａｉｎ－ｓｅｎｓｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ ｎａｌ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｓｃｉｅｎｃｅ，２００５，４０：３８９７—３９０３． ［４］丁庆军，吴学伟，沈凡，等．掺石墨导电ＳＭＡ的电学性能［Ｊ］．建筑材料学报，２００９（１）：１２１—１２６． ［５］ Ｓｈｅｒｉ［Ｙｅｈｉａ，Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ Ｙ Ｔｕａｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｏｖｅｒｌａｙ ｆｏｒ Ｂｒｉｄｇｅ Ｄｅｃｋ Ｄｅｉｃｉｎｇ［Ｊ］．ＡＣＩ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｊｏｕｒｎａｌ， １９９９。９６（３）：３８２—３９０． （上接第６页） ｂ．掺ＴＰＳ透水性沥青混合料经历ＳＴＯＡ和ＬＴＯＡ后，随着ＴＰＳ掺量的增加，Ｒｒｒ相比基质沥青有不同 程度降低，强度老化指数均呈上升趋势。ＴＰＳ添加剂掺量越多越不利于透水性沥青混合料ＳＴＯＡ和 ＬＴＯＡ后的性能保持。 Ｃ．掺ＴＰＳ透水性沥青混合料经历ＳＴＯＡ和ＬＴ０Ａ后，随着ＴＰＳ掺量的增加，Ｓ 在ＳＴＯＡ后相比基质 沥青变大，而ＬＴＯＡ后变小，但劲度模量老化指数均呈上升趋势。ＴＰＳ掺量越多，对透水性沥青混合料的破 坏劲度模量影响越大，越不利于混合料的长期路用性能。 参考文献 Ｌ１］ Ｋａｎｄｈａｌ Ｐ Ｓ，Ｍａｎｌｉｋｅ Ｒ Ｂ Ｏｐｅｎ Ｇｒａｄｅｄ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｏｕｒＣｓｅ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｎｕｍ ｂｅｒ Ｅ－ＣＯ０５，ＴＲＢ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １９９８． ［２］唐中嶷，候丽，王丽．多孑Ｌ排水性沥青混合料性能的研究［Ｊ］．黑龙江交通科技，２００１（５）：２９—３３． ［３］沈金安．开级配多孔隙排水型沥青路面［Ｊ］．国外公路，１９９４，１４（６）：１５—２Ｏ． ［４］胡曙光，黄绍龙，丁庆军，等．开级配沥青磨耗层（ＯＧＦＣ）的研究［Ｊ］．武汉理工大学学报，２００４，２６（８）：２３—２５． ［５］张曦，吴少鹏，曹庭维，等．排水沥青路面的材料组成及特性口］．国外建材科技，２００７，２８（２）：３１—３３． ［６］张登良．沥青路面工程手册［Ⅳ【］．北京：人民交通出版社，２００３． ［７］ＪＴＧ Ｅ４２－－２００５，公路工程集料试验规程［Ｓ］． ［８］ＪＴＧ Ｅ２Ｏ－－２０１１，公路工程沥青及沥青混合料试验规程［Ｓ］． ［９－１ ＪＴＧ Ｆ４０－－２００４，公路沥青路面施工技术规范Ｅｓ］． ２４